"페로브스카이트 태양전지 효율 세계 최고"

화학硏, 유니테스트와 개발
차량 선루프에 탑재 가능

대면적 페로브스카이트 태양전지를 개발한 한국화학연구원 연구팀. 한국화학연구원

국내 연구팀이 대면적 페로브스카이트 태양전지 효율을 20.6%까지 끌어올렸다. 중국 연구진의 기존 최고 효율인 19.2%를 경신한 세계 최고 기록이다. 국내 기업과 협업해 올해 내 페로브스카이트 태양전지 관련 제품을 시장에 내놓는다는 계획이다.

한국화학연구원은 21일 반도체장비 기업 '유니테스트'와 페로브스카이트 태양전지 대면적 셀 생산 기술을 공동으로 개발했다고 밝혔다. 페로브스카이트는 두 개의 양이온과 하나의 음이온이 결합한 특이한 규칙적 입체 구조를 갖는 광물질이다. 태양광을 받으면 전기를 전달하는 전자와 정공을 만들어낸다. 상용화된 실리콘 태양전지와 비교했을 때 값싼 소재를 활용하고 저온에서 용액공정을 통해 제조할 수 있어 기존 전지를 대체할 차세대 태양전지 소재로 주목받고 있다.

연구팀이 개발한 기술은 200㎠ 이상 대면적 셀을 생산하는 것이다. 연구팀은 "대면적 셀의 이론적 한계 효율은 약 27%"라며 "이전까지 20%를 넘는 기술은 없었다"고 설명했다. 연구팀은 소재 최적화와 코팅 균일화, 레이저 공장 최적화 과정을 통해 세계 최고 수준의 효율을 달성했다.

연구팀은 개발한 셀을 바탕으로 옥외 실증 테스트를 진행하고 있다. 페로브스카이트 태양전지를 활용해 실내 및 창호용 제품, 기능성 응용 분야 제품 등의 양산을 준비하고 있다. 반투명 페로브스카이트 태양전지를 파노라믹 솔라루프에 장착하는 등 일부 제품은 연내 출시가 기대된다.

이영국 화학연 원장은 "이번 성과는 페로브스카이트 대면적 셀의 효율화를 이뤄 상용화의 기술적 관문 중 중요한 하나를 해결한 큰 성과"라며 "본 기술을 바탕으로 태양전지 상용화에 기여하는 좋은 산·연 협력 모델이 될 것"이라고 밝혔다.

[고재원 기자]